Ученые давно задаются вопросом, почему почти все животные спят, несмотря на то, что бессознательное состояние мешает выживанию. Теперь исследователи во главе с командой из Университета Цукубы обнаружили новые доказательства обновления мозга, которое происходит во время определенной фазы сна: сна с быстрым движением глаз (REM), когда вы склонны ярким сновидениям.
Ученые выяснили, что фаза быстрого сна очень важна для работы мозга. И чем чаще люди видят сны, тем дольше длиться период быстрого сна, во время которой кровобращение в головном мозге более активное и способствует предотвращению различного рода заболеваний.
Исследование было опубликовано в Cell Reports .
Читайте также: Ягоды и красное вино против гипертонии: новое исследование выявило необычный эффект
Результаты удивляют
Предыдущие исследования измеряли различия в кровотоке мозг между REM-сном, non-REM-сном и бодрствованием, используя различные методы, с противоречивыми результатами. Исследователи заявили, что для изучения были выбраны мыши из-за поразительного сходства их мозга с мозгом человека: и у мышей, и у людей медленный сон - это первая стадия сна, которая возникает, когда человек засыпает примерно на первые час или два, в то время как быстрый сон характеризуется быстрыми движениями глаз и яркими сновидениями.
В своей последней работе команда под руководством Цукубы использовала технику для прямой визуализации движения эритроцитов в капиллярах мозга (где питательные вещества и продукты жизнедеятельности обмениваются между клетками мозга и кровью) мышей во время бодрствования и сна.
"Мы использовали краситель, чтобы сделать кровеносные сосуды мозга видимыми в флуоресцентном свете, используя технику, известную как двухфотонная микроскопия, - говорит старший автор исследования профессор Ю Хаяси. - Таким образом, мы могли непосредственно наблюдать за эритроцитами в капиллярах неокортекса мышей, не подвергавшихся наркозу".
Исследователи также измерили электрическую активность в головном мозге, чтобы определить фазу быстрого сна, сна без фазы быстрого сна и бодрствования, и искали различия в кровотоке между этими фазами.
"Мы были удивлены результатами, - объясняет профессор Хаяси. - Во время быстрого сна (когда люди видят яркие сны) наблюдался массовый поток эритроцитов через капилляры мозга, но никакой разницы между небыстрым сном и состоянием бодрствования, что свидетельствует о том, что быстрый сон - уникальное состояние".
Читайте также: Чувство постоянной усталости: причины и как с этим бороться
Почему это важно
Исследовательская группа нарушила сон мышей, что привело к "восстановлению" быстрого сна - более сильной форме быстрого сна, чтобы компенсировать более раннее нарушение. Кровоток в головном мозге дополнительно увеличивался во время восстановительного быстрого сна, что свидетельствует о связи между кровотоком и силой быстрого сна. Однако, когда исследователи повторили те же эксперименты на мышах без аденозиновых рецепторов A2a (рецепторов, блокада которых заставляет вас чувствовать себя более бодрым после употребления кофе), во время быстрого сна увеличение кровотока было меньше, даже во время восстановленного быстрого сна.
"Эти результаты предполагают, что рецепторы аденозина A2a могут быть ответственны по крайней мере за некоторые изменения кровотока в мозге во время быстрого сна", - говорит профессор Хаяши.
Расширенные кровеносные сосуды и усиленный кровоток могут помочь мозгу вывести продукты жизнедеятельности из мозга. Вот почему нарушение сна связано с заболеваниями головного мозга, такими как болезнь Альцгеймера и деменция.
Рабочая гипотеза заключается в том, что при заболеваниях, поражающих мозг, организм не может очистить нервные отходы из-за недостатка сна. А снижение мозгового кровотока часто может привести к дегенеративным заболеваниям головного мозга.
Кроме того, бессонница может отрицательно сказываться на психических состояниях, таких как тревога и депрессия, поскольку мозг не может выводить отработанную жидкость, когда сон нарушается на длительный период времени.
Учитывая, что снижение кровотока в головном мозге и уменьшение REM-сна коррелируют с развитием болезни Альцгеймера, которая включает накопление продуктов жизнедеятельности в головном мозге, может быть интересно выяснить, является ли усиление кровотока в капиллярах мозга во время REM-сна.
Это исследование закладывает предварительную основу для будущих исследований роли аденозиновых рецепторов A2a в этом процессе, что в конечном итоге может привести к разработке новых методов лечения таких состояний, как болезнь Альцгеймера.
Читайте также: Люди будут жить до 130 лет: опубликовано новое исследование